Аналитическая механика. Принцип возможных перемещений. Общее уравнение динамики. Уравнение Лагранжа второго рода в обобщённых координатах. Вариационные принципы механики.
Б2. В. 2. Аннотация учебной дисциплины
«Специальные главы математики»
1. Цели и задачи дисциплины
Целями и задачами дисциплины являются воспитание достаточно высокой математической культуры, использование математических методов и основ математического моделирования в практической деятельности.
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
- способности демонстрировать базовые знания в области естественнонаучных дисциплин и готовности использовать основные законы в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-2);
- готовности выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, способности привлечь для их решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК-3).
В результате освоения дисциплин обучающиеся должны:
знать: основные понятия и методы оптимизации, элементы теории функций комплексного переменного, уравнения математической физики, элементы функционального анализа;
уметь: применять методы математического анализа при решении инженерных задач;
владеть: инструментарием для решения математических задач в своей проблемной области.
3. Содержание дисциплины. Основные разделы
Функция комплексного переменного. Образы линий. Ряды с комплексными членами. Основные функции комплексного переменного. Производная ФКП. Условия Коши - Римана. Гармонические функции. Интеграл от ФКП, его свойства. Интегральная формула Коши. Функциональный ряд. Степенной ряд. Ряд Тейлора. Ряд Лорана. Приёмы разложения вряд Лорана. Вычеты. Вычисление интегралов с помощью вычетов.
Преобразование Лапласа и его свойства. Некоторые приёмы нахождения оригинала для заданного изображения. Применение операционного исчисления для решения линейных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами, систем линейных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами.
Б2. В. 3. Аннотация учебной дисциплины
«Информационные технологии»
1. Цели и задачи дисциплины
Главной целью дисциплины является формирование мировоззрения и развитие системного представления у студентов в области информационных технологий.
Задача дисциплины – приобретение студентами практических навыков применения современных информационных технологий при решении задач профессиональной области, формирование умения работать в информационных системах различного назначения.
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
- способности владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, готовности использовать компьютер как средство работы с информацией (ОК-11);
- способности и готовности использовать информационные технологии, в том числе современные средства компьютерной графики в своей предметной области (ПК-1);
- готовности выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, и способностью привлечь для их решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК-3);
- готовности использовать информационные технологии в своей предметной области (ПК-10);
- способности использовать современные информационные технологии, управлять информацией с применением прикладных программ; использовать сетевые компьютерные технологии, базы данных и пакеты прикладных программ в своей предметной области (ПК-19);
- способности проводить информационную подготовку решения проектных задач, поиск и систематизацию технико-экономических показателей существующих технических решений, их предварительный анализ (ПСК-2).
В результате освоения дисциплин обучающиеся должны:
знать: методы и способы современных информационных технологий;
уметь: применять информационные технологии и прикладное программное обеспечение по общепрофессиональным и специальным дисциплинам;
владеть: системным подходом к решению функциональных задач и организации информационных процессов в прикладной области.
3. Содержание дисциплины. Основные разделы
Информация и информационные технологии. Компоненты информационных технологий. Автоматизированные информационные технологии, их инструментарий и структурные составляющие.
Информационная система; информационные ресурсы; эволюция информационных технологий и их роль в развитии электротехники. Свойства информационных технологий. Критерии оценки информационных технологий. Классификация информационных технологий. Информационные технологии конечного пользователя. Технологии открытых систем. Интеграция информационных технологий.
Дисциплины по выбору
Б2. ДВ. 1.1. Аннотация учебной дисциплины
«Математическое моделирование электромеханических систем»
1. Цели и задачи дисциплины
Цель дисциплины – получение студентами представления о современных математических методах моделирования систем и основных способах построения моделей.
Основной задачей курса является приобретение студентами фундаментальных навыков составления математических моделей и систем и применения их в области электромеханических систем.
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
- способности и готовности использовать информационные технологии, в том числе современные средства компьютерной графики в своей предметной области (ПК-1);
- способности демонстрировать базовые знания в области естественнонаучных дисциплин и готовности использовать основные законы в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-2);
- готовности использовать информационные технологии в своей предметной области (ПК-10);
- способности рассчитывать режимы работы электроэнергетических установок различного назначения, определять состав оборудования и его параметры, схемы электроэнергетических объектов (ПК-16);
- способности использовать современные информационные технологии, управлять информацией с применением прикладных программ; использовать сетевые компьютерные технологии, базы данных и пакеты прикладных программ в своей предметной области (ПК-19);
- готовности участвовать в исследовании объектов и систем электроэнергетики и электротехники (ПК-38).
В результате освоения дисциплины обучающиеся должны:
знать: принципы, методы и средства алгоритмизации и реализации математических моделей; принципы моделирования, классификацию способов представления моделей систем, достоинства и недостатки различных способов представления моделей;
уметь: проводить системный анализ объекта (модели) исследования (элементов, их свойств, взаимосвязей в системе); представлять модель в математическом виде (объекты и процессы);
владеть: технологией моделирования и методами исследования систем средствами моделирования; методами анализа, синтеза и оптимизации систем средствами моделирования.
3. Содержание дисциплины. Основные разделы
Понятие моделирования. Способы моделирования. Необходимость моделирования. Задачи моделирования. Виды классификаций моделей. Механическая система и уровни моделирования. Требования к моделям. Средства моделирования. Направления моделирования. Процессы создания моделей. Проблемы моделирования и способы их решения. Этапы моделирования.
Математическая модель. Вычислительная модель. Программная модель. Формы записи математических моделей механических систем. Переход от математической модели в общей форме к модели в форме переменных состояния для линейных и нелинейных систем. Переход от модели в форме фазовых координат к модели в форме одного линейного уравнения. Получение модели в форме переменных состояния по структурной схеме. Построение структурной схемы по математической модели в общей форме.
Жесткие системы. Понижение порядка жестких систем. Способы оценки точности понижения порядка. Структура программы для исследования по модели в общей форме методом численного интегрирования. Особенности исследования нелинейных моделей. Основные принципы структурного моделирования. Структура данных функционального элемента.
Б2. ДВ. 1.2. Аннотация учебной дисциплины
«Компьютерное моделирование электромеханических систем»
1. Цели и задачи дисциплины
Цель дисциплины состоит в освоении студентами методологии и технологии компьютерного моделирования при исследовании, проектировании и эксплуатации электромеханических систем.
Задачами курса являются выработка у студентов умения представления объектов и их свойств в формализованной компьютерной форме; знание современных технологий и средств компьютерного моделирования.
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
- способности и готовности использовать информационные технологии, в том числе современные средства компьютерной графики в своей предметной области (ПК-1);
- способности демонстрировать базовые знания в области естественнонаучных дисциплин и готовности использовать основные законы в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-2);
- готовности использовать информационные технологии в своей предметной области (ПК-10);
- способности рассчитывать режимы работы электроэнергетических установок различного назначения, определять состав оборудования и его параметры, схемы электроэнергетических объектов (ПК-16);
- способности использовать современные информационные технологии, управлять информацией с применением прикладных программ; использовать сетевые компьютерные технологии, базы данных и пакеты прикладных программ в своей предметной области (ПК-19);
- готовности участвовать в исследовании объектов и систем электроэнергетики и электротехники (ПК-38).
В результате изучения дисциплины обучающиеся должны:
знать: приемы, методы, способы формализации объектов, процессов, явлений и реализации их на компьютере; способы представления информации о моделируемых объектах и их свойствах на компьютере;
уметь: проводить выбор исходных данных для проектирования модели; оперировать с элементами модели; представлять модель в алгоритмическом и программном виде на компьютере;
владеть: навыками компьютерного моделирования при исследовании, проектировании и эксплуатации систем управления.
3. Содержание дисциплины. Основные разделы
Основные понятия моделирования. Цели моделирования. Классификации моделей. Техническая система и уровни моделирования. Требования к моделям. Этапы моделирования. Математические модели. Обобщенная математическая модель объекта исследования. Формы записи математических моделей. Линейные математические модели. Переходы от одних форм записей математических моделей к другим. Жесткие системы дифференциальных уравнений. Математические модели типовых нелинейностей.
Методы исследования. Обзор методов исследования. Проблема выбора метода исследования. Связь методов исследования с целью моделирования и формой представления математической модели. Моделирование на цифровых вычислительных машинах. Классификация средств моделирования. Программные средства моделирования. Языки моделирования. Системы моделирования. Вычислительная модель объекта. Построение вычислительной модели по математической. Программная модель. Проектирование программы анализа. Особенности построения программы для исследования нелинейных систем.
Структурное моделирование. Основные принципы структурного моделирования. Программная модель элемента структуры. Реализация модульного принципа построения программ моделирования. Инструментальные средства моделирования. Обзор систем моделирования. Создание структурной схемы модели. Проведение вычислительного эксперимента. Обработка результатов.
Б2. ДВ. 2.1. Аннотация учебной дисциплины
«Алгоритмическое и программное обеспечение электромеханических систем»
1. Цели и задачи дисциплины
Целью данной дисциплины является развитие у студентов умения формулировать и решать на высоком уровне проблемы изучаемой специальности, а также умения применять и самостоятельно повышать свои знания.
Задачи курса – способствовать пониманию и успешному решению инженерных проблем в области компьютерных систем управления оборудованием вообще и, в частности, электромеханическим оборудованием.
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
- способности и готовности использовать информационные технологии, в том числе современные средства компьютерной графики в своей предметной области (ПК-1);
- способности демонстрировать базовые знания в области естественнонаучных дисциплин и готовности использовать основные законы в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-2);
- готовности использовать информационные технологии в своей предметной области (ПК-10);
- способности использовать современные информационные технологии, управлять информацией с применением прикладных программ; использовать сетевые компьютерные технологии, базы данных и пакеты прикладных программ в своей предметной области (ПК-19).
В результате изучения дисциплины обучающиеся должны:
знать: архитектуру и основные характеристики управляющей ЭВМ; аппаратные средства ЭВМ на уровне регистровых моделей процессора, памяти, устройств ввода-вывода; аппаратные средства сопряжения ЭВМ с дискретными электроприводами, с регулируемыми приводами постоянного и переменного тока, с датчиками электрических параметров, элементами электромеханики; систему команд процессора; язык ассемблера и макроассемблера управляющей ЭВМ и совместимых с ней микроконтроллеров отечественного и импортного производства;
уметь: применять теоретические знания к составлению алгоритмов вычислительных и управляющих процедур; правильно реализовать алгоритмы в ассемблер-программах управляющих ЭВМ класса IBM PC и совместимых с ними вычислительных средств;
владеть: навыками по вводу и редактированию программного обеспечения; умением выявлять грамматические и логические ошибки в программах; средствами операционных систем DOS и WINDOWS; средствами отладки, моделирования, тестирования электромеханических устройств.
3. Содержание дисциплины. Основные разделы
Введение. Обзор архитектур управляющих вычислительных комплексов с раздельными и совмещенными шинами адреса/данных. Принцип работы ЭВМ по структуре хранимой памяти (фон Неймана). Принстонская и Гарвардская архитектуры. Аппаратные компоненты ЭВМ.
Процессор, структура, принципы взаимодействия с памятью. Способы адресации. Регистровая модель. Шины, классификация, состав сигналов в системных шинах, представление сигналов в ЭВМ.
Память. Назначение, Аппаратные средства элемента памяти. Понятие бита. Двоичные данные. Электрические характеристики памяти. Память оперативная, постоянная, внутренняя, внешняя. Сходство и различие регистра и ячейки памяти. Технические характеристики современных ЭВМ. Система команд процессора, их структура, безадресные одно и двухадресные команды. Команды пересылки, арифметические, логические, ветвления программы. Макрокоманды, процедуры.
Программа, исходная, исполняемая. Структура программы, сегментация программы. Сегменты кодов, данных, стека. Простейшая программа. Этапы программирования. Среда программирования Турбоассемблер. Данные в ЭВМ. Типы данных. Двоичные коды и их смысловая интерпретация. Текстовые переменные. Кодирование числовой информации. Представление числовой информации в двоичной, двоично-десятичной форме, восьмеричной, шестнадцатеричной системах счисления. Возможности представления числовой информации в программах для IBM PC.
Прерывания, понятия, назначение, виды. Аппаратные средства организации прерываний. Контроллер прерываний, функции, сигналы. Обработчики прерываний, системные, пользовательские. Номер прерывания, вектор прерывания, адрес вектора прерывания, таблица векторов прерывания. Прерывания таймерные. Функциональная схема таймера. Программные прерывания. Обзор программных прерываний в базовой системе ввода-вывода (BIOS), в дисковой операционной системе DOS.
Аппаратные компоненты (устройства) ЭВМ. Клавиатура. Устройство клавиатуры. Типы кнопочной станции. Работа клавиатуры при вводе данных в ЭВМ. Организация буфера клавиатуры. Макрокоманды чтения буфера клавиатуры. Дисплей, назначение, программная модель. Настройка дисплея в символьный и графический режимы. Видеопамять. Правила отображения памяти на монитор. Знакоместо, адрес знакоместа, байт символа, байт атрибут, его формат. Функции DOS и BIOS для работы с видеомонитором: управление курсором, вывод символа, текстовой строки. Макрокоманды работы с видеотерминалом. Дисковая память. Функции DOS для работы с файлами: поиск, открытие, чтение файла, закрытие, удаление файла.
Алгоритмическое и программное обеспечение задач на ЭВМ. Программы вывода текстовой информации из программы на монитор, ввод текстовой информации с редактированием, с фильтрацией функциональной клавиатуры. Ввод цифровой символьной информации в различных системах счисления. Ввод и преобразование в двоичный код числовой информации, вводимой с клавиатуры в различных системах счисления. Вывод на монитор в десятичной форме числовой информации, представленной двоичными однословными и двухсловными кодами. Вывод на монитор в десятичной форме числовой информации, представленной двоично-десятичными однословными и двухсловными кодами. Индикация на мониторе датчиков перемещений. Ввод в оперативную память файлов из жестких дисков. Работа с графическими объектами. Формирование двухмерных траекторий и графическое отображение их на мониторе в цветном изображении. Представление числовой информации со знаком в прямых и двоично-дополнительном кодах.
Язык технологического программирования ISO. Алфавит, структура слова, структура управляющей программы (УП), формат кадра УП. Система координат станочного оборудования и промышленных роботов. Функции языка ISO. Кодирование УП. Коды ASCII. Интерпретатор УП. Алгоритмы и макрокоманды преобразования символьной числовой информации в двоичное представление. Индикация результатов интерпретатора. Принцип компьютерного управления дискретными и непрерывными объектами через параллельный порт ввода-вывода (LPT-порт).
Б2. ДВ. 2.2. Аннотация учебной дисциплины
«Прикладное программное обеспечение электромеханических систем»
1. Цели и задачи дисциплины
Цели курса – обеспечить комплексную и профессиональную подготовку будущего специалиста; выработать умение формулировать и решать на высоком уровне проблемы изучаемой специальности и умение применять и самостоятельно повышать свои знания.
Задачи курса – способствовать пониманию и успешному решению инженерных проблем в области компьютерных систем управления оборудованием вообще и, в частности, электромеханическим оборудованием.
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
- способности и готовности использовать информационные технологии, в том числе современные средства компьютерной графики в своей предметной области (ПК-1);
- готовности использовать информационные технологии в своей предметной области (ПК-10);
- способности использовать современные информационные технологии, управлять информацией с применением прикладных программ; использовать сетевые компьютерные технологии, базы данных и пакеты прикладных программ в своей предметной области (ПК-19);
- готовности участвовать в исследовании объектов и систем электроэнергетики и электротехники (ПК-38);
- готовности понимать существо задач анализа и синтеза объектов в технической среде (ПК-41).
В результате освоения дисциплины обучающиеся должны:
знать: архитектуру и основные характеристики современных микроконтроллеров; аппаратные средства на уровне регистровых моделей процессора, памяти, устройств ввода-вывода; встроенные аппаратные средства сопряжения для управления дискретными, регулируемыми приводами постоянного и переменного тока с датчиками электрических параметров, элементами электромеханики; проблемно-ориентированные языки высокого уровня С, С++, С++ Builder; языки программирования микроконтроллеров отечественного и импортного производства; архитектуру, принципы построения SCADA-систем;
уметь: применять теоретические знания к составлению алгоритмов вычислительных и управляющих процедур, правильно реализовать алгоритмы посредством пакетов прикладных программ в интегрированных системах управления; ориентироваться в области мировых производителей и поставщиков электромеханического оборудования и интегрированных систем управления;
владеть: навыками поиска и устранения грамматических и логических ошибок; средствами операционных систем DOS и WINDOWS; средствами отладки, тестирования, моделирования электромеханических устройств; способностью установления деловых контактов с ведущими производителями и поставщиками оборудования и систем управления.
3. Содержание дисциплины. Основные разделы
Введение. Обзор архитектур управляющих вычислительных комплексов с раздельными и совмещенными шинами адреса/данных. Язык программирования С. Среда программирования. Этапы программирования. Алфавит, ключевые слова, операторы ввода–вывода. Типы данных. Операции пересылки, арифметические, логические, ветвления программы. Функции. Исходная, исполняемая программа. Двоичные коды и их смысловая интерпретация. Текстовые переменные. Кодирование числовой информации. Представление числовой информации в двоичной, двоично-десятичной форме, восьмеричной, шестнадцатеричной системах счисления. Возможности представления числовой информации в программах. Массивы. Структуры. Работа с файлами. Аппаратные компоненты (устройства) ЭВМ. Клавиатура. Устройство клавиатуры. Типы кнопочной станции. Работа клавиатуры при вводе данных в ЭВМ. Организация буфера клавиатуры. Макрокоманды чтения буфера клавиатуры. Дисплей, его назначение, программная модель. Настройка дисплея в символьный и графический режимы. Видеопамять. Правила отображения памяти на монитор. Знакоместо, адрес знакоместа, байт символа, байт атрибут, его формат. Работа с графическими объектами. Формирование двухмерных траекторий и графическое отображение их на мониторе в цветном изображении. Представление числовой информации со знаком в прямых и двоично-дополнительном кодах. Правила работы с программными вставками на Ассемблере IBM PC. Дисковая память. Функции DOS для работы с файлами: поиск, открытие, чтение файла, закрытие, удаление файла. Возможности работы с регистрами средств сопряжения с управляемым оборудованием. Сравнение языка С и Ассемблера. Достоинства и недостатки. Микроконтроллеры, архитектура. Языки программирования микроконтроллеров. Языки программирования контроллера SIMATIC 7. Сравнение с языком высокого уровня C и ассемблером IBM PC. Примеры выполнения однотипных задач управления электромеханикой. Примеры программы формирования пакетной передачи данных по последовательному каналу связи от контроллера на рабочую станцию с использованием языков Ассемблер IBM PC, С, SIMATIC. Интегрированные системы контроля и управления электромеханического оборудования. Архитектура, типовые структуры. Задачи SCADA-систем. Распределение функций по уровням - датчики, электромеханика производственных установок, приводы, интерфейсы, каналы связи, рабочие станции. Индикация, визуализация, служба тревог, тренды, архивация, управление, администрирование. Датчики электрических и технологических параметров. Цифровые каналы связи, уровни, протоколы. Программное обеспечение систем.
Б2. ДВ. 3.1. Аннотация учебной дисциплины
«Вычислительные методы»
1. Цели и задачи дисциплины
Целью данного учебного курса является формирование у студентов теоретических и практических знаний в области специальных практических методов решения задач различных отраслей математики (в первую очередь, математического анализа) в ситуациях, когда аналитическое решение невозможно, либо связано с большими сложностями.
Задачи курса – усвоение основных понятий в области численных методов; овладение основами программирования и алгоритмизации при решении задач математического анализа; формирование логического мышления; формирование профессиональных компетенций студентов в типовых операционных средах с пакетами прикладных программ и сервисным программным обеспечением.
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
- способности и готовности использовать информационные технологии, в том числе современные средства компьютерной графики в своей предметной области (ПК-1);
- способности демонстрировать базовые знания в области естественнонаучных дисциплин и готовности использовать основные законы в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-2);
- готовности использовать информационные технологии в своей предметной области (ПК-10);
- готовности участвовать в исследовании объектов и систем электроэнергетики и электротехники (ПК-38);
- готовности понимать существо задач анализа и синтеза объектов в технической среде (ПК-41).
В результате освоения дисциплины обучающиеся должны:
знать: численные методы решения нелинейных уравнений; аппроксимацию и интерполяцию функций; численное дифференцирование и интегрирование; численные методы решения дифференциальных уравнений;
уметь: осуществлять процессы сбора, передачи, обработки и накопления информации при решении задач математического анализа;
владеть: средствами реализации информационных процессов.
3. Содержание дисциплины. Основные разделы
Способы отделения корней уравнения. Решение уравнений методом половинного деления. Решение уравнений методом итераций. Решение уравнений методом хорд. Решение уравнений методом Ньютона (касательных). Решение систем уравнений методом итераций.
Интегральное среднеквадратичное приближение функций ортогональными многочленами. Метод наименьших квадратов. Эмпирические формулы. Интерполирование функций. Интерполяционная формула Лагранжа. Интерполирование функций кубическими сплайнами. Эрмитовы кубические интерполянты. Вычисление производной по её определению. Конечно-разностные аппроксимации. Численные методы безусловной оптимизации. Унимодальные функции. Схема сужения промежутка унимодальности функции. Метод половинного деления для нахождения локального минимума функции. Метод «скорейшего спуска» для нахождения локального минимума функции.
Приближённое вычисление определённых интегралов с помощью интегральных сумм. Формулы прямоугольников. Формула трапеций. Формула Симпсона (параболических трапеций). Понятие о численном решении задачи Коши. Численное решение дифференциальных уравнений первого порядка. Метод Эйлера. Метод Рунге-Кутта.
Б2. ДВ. 3.2. Аннотация учебной дисциплины
«Программное обеспечение вычислительных методов»
1. Цели и задачи дисциплины
Целью дисциплины является помощь студентам по развитию навыков применения численных методов для работы в программных средах.
Задачами курса являются усвоение основных понятий в области численных методов; овладение основами программирования и алгоритмизации при решении задач численных методов средствами современных языков технических вычислений; формирование навыков работы в прикладных программных пакетах математической и инженерной отрасли наук; формирование профессиональных компетенций студентов в типовых операционных средах.
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
- способности и готовности использовать информационные технологии, в том числе современные средства компьютерной графики в своей предметной области (ПК-1);
- готовности использовать информационные технологии в своей предметной области (ПК-10);
- способности использовать современные информационные технологии, управлять информацией с применением прикладных программ; использовать сетевые компьютерные технологии, базы данных и пакеты прикладных программ в своей предметной области (ПК-19).
В результате освоения дисциплины обучающиеся должны:
знать: современное программное обеспечение для решения задач линейной алгебры численными методами; аппроксимацию функций; интерполяцию функций средствами прикладных программных пакетов; численное дифференцирование и интегрирование; численные методы решения дифференциальных уравнений средствами прикладных программных пакетов;
уметь: осуществлять процессы сбора, передачи, обработки и накопления информации при решении задач численными методами в программных средах;
владеть: навыками использования программных сред применительно к численным методам.
3. Содержание дисциплины. Основные разделы
Назначение, обзор возможностей и примеры типовых программ в операционных средах. Интегральное среднеквадратичное приближение функций ортогональными многочленами. Метод наименьших квадратов. Эмпирические формулы. Интерполирование функций. Интерполяционная формула Лагранжа. Вычисление производной по её определению. Конечно-разностные аппроксимации. Численные методы безусловной оптимизации.
Унимодальные функции. Схема сужения промежутка унимодальности функции. Метод половинного деления для нахождения локального минимума функции. Метод «скорейшего спуска» для нахождения локального минимума функции.
Приближённое вычисление определённых интегралов с помощью интегральных сумм. Формулы прямоугольников. Формула трапеций. Формула Симпсона (параболических трапеций). Понятие о численном решении задачи Коши. Численное решение дифференциальных уравнений первого порядка. Метод Эйлера. Метод Рунге-Кутта.
Б2. ДВ. 4.1. Аннотация учебной дисциплины
«Теория сигналов»
1. Цели и задачи дисциплины
Целью дисциплины является получение студентами базовых знаний по аналого-цифровой обработке сигналов, а также по электронике.
Основной задачей курса является формирование у студентов системы фундаментальных понятий, идей и методов в области аналоговой и цифровой обработки сигналов, объединяющих физические представления с математическими моделями основных классов сигналов и устройств для их обработки.
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
- готовности использовать информационные технологии в своей предметной области (ПК-10);
- способности использовать современные информационные технологии, управлять информацией с применением прикладных программ; использовать сетевые компьютерные технологии, базы данных и пакеты прикладных программ в своей предметной области (ПК-19).
В результате освоения дисциплины обучающиеся должны:
знать: основные методы математического описания сигналов и их характеристик; основы преобразования сигналов как носителей информации;
уметь: использовать математические методы анализа сигналов, их преобразования в электрических цепях; применять на практике методы анализа и синтеза цифровых фильтров; использовать вычислительную технику для решения задач обработки сигналов, реализации алгоритмов синтеза цифровых фильтров;
владеть: навыками практического использования методов обработки сигналов применительно к электронным устройствам и системам их управления.
3. Содержание дисциплины. Основные разделы
Классификация сигналов. Виды дискретизации. Физические системы и их математические модели. Преобразование непрерывных сообщений в цифровую форму. Обобщенный ряд Фурье. Периодические сигналы и ряды Фурье. Преобразование Фурье. Теорема Котельникова.
Идеальный импульсный элемент и спектральная плотность на его выходе. Восстановление аналогового сигнала по дискретному. Дискретное преобразование Фурье. Уравнение разомкнутой линейной стационарной дискретной системы. Z-преобразование. Частотные характеристики дискретной системы. Цифровые фильтры. Случайные сигналы в электронных устройствах.
Б2. ДВ. 4.2. Аннотация учебной дисциплины
«Цифровая обработка сигналов»
1. Цели и задачи дисциплины
Целью дисциплины является получение студентами основных знаний в области фундаментальной теории цифровой обработки сигналов (ЦОС), базовых методов и алгоритмов.
Задачи курса включают в себя обучение этапам проектирования цифровых фильтров (ЦФ); анализ, синтез и математическое описание ЦФ; принципы построения современных систем ЦОС; изучение современных средств компьютерного моделирования базовых методов и алгоритмов ЦОС.
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
- готовности использовать информационные технологии в своей предметной области (ПК-10);
- способности использовать современные информационные технологии, управлять информацией с применением прикладных программ; использовать сетевые компьютерные технологии, базы данных и пакеты прикладных программ в своей предметной области (ПК-19).
В результате освоения дисциплины обучающиеся должны:
знать: методы математического описания линейных дискретных систем; основные этапы проектирования цифровых фильтров; методы математического описания цифровых фильтров в виде структуры; метод математического описания дискретных сигналов с помощью дискретного преобразования Фурье (ДПФ);
уметь: математически описывать линейные дискретные системы в виде алгоритмов; выполнять компьютерное моделирование линейных дискретных систем на основе их математического описания; задавать требования к частотным характеристикам цифровых фильтров; обосновывать выбор структуры цифрового фильтра; выполнять компьютерное моделирование структуры цифрового фильтра;
владеть: навыками составления и компьютерного моделирования математических моделей линейных дискретных систем и дискретных сигналов.
3. Содержание дисциплины. Основные разделы
Спектральное представление сигналов. Описание дискретных сигналов в частотной области. Дискретное преобразование Фурье. Корреляция и свертка. Применение Z-преобразования в обработке сигналов. Линейные дискретные системы.
Дискретные и цифровые фильтры. Синтез дискретных фильтров. Случайные сигналы. Арифметика ЦОС. Погрешность представления чисел с фиксированной запятой. Арифметические операции ЦОС.
Эффекты квантования в цифровых фильтрах. Быстрое преобразование Фурье. Многоскоростные системы ЦОС. Адаптивные цифровые фильтры.
Б3. ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ ЦИКЛ
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 |
